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一种锂离子 电池的复合 相变材料散热装置

阅读：778发布：2022-05-24

专利汇可以提供一种锂离子电池的复合相变材料散热装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种锂离子电池的复合相变材料散热装置，包括矩形底板、竖直固定在矩形底板四边形成箱体结构的散热片、扣合在所述箱体结构开口处的盖板，所述箱体结构内由上至下依次设置有电池正极座、复合相变材料体、电池负极座，所述复合相变材料上均匀设置有阵列分布的若干电池孔。本实用新型通过复合相变材料快速吸收锂离子电池在工作过程中产生的热量并将热量传递到散热片后进行有效散热，从而提高了散热效率，同时保证散热均匀，使单个锂离子电池的温度以及锂离子电池模块内各单体电池之间的温度差异维持在合理范围内。(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利，下面是一种锂离子电池的复合相变材料散热装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种锂离子电池的复合相变材料散热装置，其特征在于：包括矩形底板(7)、竖直固定在矩形底板(7)四边形成箱体结构的散热片(5)、扣合在所述箱体结构开口处的盖板(1)，所述箱体结构内由上至下依次设置有电池正极座(2)、复合相变材料体(4)、电池负极座(6)，所述复合相变材料体(4)上均匀设置有阵列分布的若干电池孔。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的复合相变材料散热装置，其特征在于：所述散热片(5)和底板(7)为同一种金属材料，并通过焊接形成箱体结构。
3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的复合相变材料散热装置，其特征在于：所述散热片(5)上沿竖直方向均匀设置若干翅片。
4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的复合相变材料散热装置，其特征在于：所述复合相变材料体(4)包括金属纤维骨架(41)和填充在所述金属纤维骨架(41)空隙内的相变材料(42)。
5.根据权利要求4所述的一种锂离子电池的复合相变材料散热装置，其特征在于：所述相变材料(42)的相变温度低于锂离子电池合理使用温度范围的上限，且液态时不导电。
6.根据权利要求4所述的一种锂离子电池的复合相变材料散热装置，其特征在于：所述复合相变材料体(4)的高度低于锂离子电池的高度。
7.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的复合相变材料散热装置，其特征在于：所述复合相变材料体(4)上留有供导线通过的小孔，所述盖板(1)边缘处有用于导线通过的通孔。
8.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的复合相变材料散热装置，其特征在于：所述电池正极座(2)和电池负极座(6)内部分别嵌有连接各锂离子电池正负极的电路，且所述电池正极座(2)和电池负极座(6)上均设置有若干锂离子电池定位孔。
9.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的复合相变材料散热装置，其特征在于：所述电池正极座(2)和电池负极座(6)均采用绝缘材料。
10.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的复合相变材料散热装置，其特征在于：所述盖板(1)内侧中间设置有用于保证锂离子电池(3)正极和电池正极座(2)的接触的弹簧(12)，所述的盖板(1)四边向下竖直设置有和各散热片(5)相配合的小挡板(11)，所述小挡板(11)内侧设置有弹性倒钩，由所述散热片(5)合围而成的所述箱体结构开口处外侧设置有与所述弹性倒钩相配合的凸缘。

说明书全文

一种锂离子 电池的复合 相变材料散热装置

技术领域

[0001] 本实用新型涉及电池散热领域，特别涉及一种锂离子电池的复合相变材料散热装置。

背景技术

[0002] 电动汽车行业蓬勃发展，锂离子电池作为优质的动力源，也得到高度重视和发展，同时电动汽车对锂离子电池的续航能力、使用寿命和安全性能也提出了越来越严格的要求。

[0003] 通常，电池在进行充放电的过程中常伴有放热反应发生，而电池性能对温度的变化非常敏感。锂电池模块里电池单体之间的温度也应尽量保持一致，否则，温度高的锂电池单体性能、寿命衰减较快，那么经过多个循环使用周期后，其工作状态将逐渐偏离其它电池。如果这个电池的充放电状态没有周期性地与其它电池平衡，那么它最终将进入深度放电状态，从而导致损坏，并最终形成电池组故障。实用新型内容

[0004] 本实用新型的目的是为了克服上述缺陷，提出了一种锂离子电池的复合相变材料的散热装置。

[0005] 本实用新型采用如下技术方案：

[0006] 一种锂离子电池的复合相变材料散热装置，包括矩形底板、竖直固定在矩形底板四边形成箱体结构的散热片、扣合在所述箱体结构开口处的盖板，所述箱体结构内由上至下依次设置有电池正极座、复合相变材料体、电池负极座，所述复合相变材料体上均匀设置有阵列分布的若干电池孔。

[0007] 进一步地，所述散热片和底板为同一种金属材料，并通过焊接形成箱体结构。

[0008] 进一步地，所述散热片上沿竖直方向均匀设置若干翅片。散热翅片方向为竖直时有利于自然对流，加快散热速率。

[0009] 进一步地，所述复合相变材料体包括金属纤维骨架和填充在所述金属纤维骨架空隙内的相变材料。

[0010] 进一步地，所述相变材料的相变温度低于锂离子电池合理使用温度范围的上限，且液态时不导电，避免短路。

[0011] 进一步地，所述复合相变材料体的高度低于锂离子电池的高度。避免金属纤维骨架与电池正极接触引起短路。

[0012] 进一步地，所述复合相变材料体上留有供导线通过的小孔，所述盖板边缘处有用于导线通过的通孔。

[0013] 进一步地，所述电池正极座和电池负极座内部分别嵌有连接各锂离子电池正负极的电路，且所述电池正极座和电池负极座上均设置有若干锂离子电池定位孔。所述定位孔一方面是为了方便定位，另一方面是为了避免金属纤维骨架与锂离子电池正负极接触，造成短路。

[0014] 进一步地，所述电池正极座和电池负极座均采用绝缘材料，以避免短路。

[0015] 进一步地，所述盖板内侧中间设置有用于保证锂离子电池正极和电池正极座的接触的弹簧，所述的盖板四边向下竖直设置有和各散热片相配合的小挡板，所述小挡板内侧设置有弹性倒钩，由所述散热片合围而成的所述箱体结构开口处外侧设置有与所述弹性倒钩相配合的凸缘，弹性倒钩和凸缘配合可防止所述盖板脱落。

[0016] 相比现有技术，本实用新型的有益效果包括：

[0017] 本实用新型采用了金属纤维骨架复合相变材料作为散热装置的传热介质，具有良好的吸热能力，并使用了竖直安装的散热片，加快了散热速率。本锂离子电池复合相变材料的散热装置解决了一般电池散热装置无法对电池组模块进行均匀散热的问题，通过将锂离子电池放置在复合相变材料中，使每个锂离子电池在工作过程中产生的热量得到有效且均匀的吸收，从而提升了电池性能和使用寿命。附图说明

[0018] 图1为本实用新型实施例的一种锂离子电池复合相变材料的散热装置的爆炸示意图；

[0019] 图2为本实用新型实施例的一种锂离子电池复合相变材料的散热装置的立体示意图；

[0020] 图3为本实用新型实施例的复合相变材料烧结模具的爆炸示意图；

[0021] 图4为本实用新型实施例的复合相变材料的立体示意图；

[0022] 图5为本实用新型实施例的盖板的剖视图；

[0023] 图中所示：1-盖板；11-小挡板；12-弹簧；2-电池正极座；3-锂离子电池；4-复合相变材料体；41-金属纤维骨架；42-相变材料；5-散热片；6-电池负极座；7-底板；8-模具盖板；9-不锈钢芯棒；10-芯棒固定板；13-腔体；14-模具底板。

具体实施方式

[0024] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步具体详细的描述。

[0025] 如图1和图2所示，一种锂离子电池的复合相变材料散热装置，包括矩形底板7、竖直固定在矩形底板7四边形成箱体结构的散热片5、扣合在所述箱体结构开口处的盖板1，所述箱体结构内由上至下依次设置有电池正极座2、复合相变材料体4、电池负极座6，所述复合相变材料体4上均匀设置有阵列分布的若干电池孔。

[0026] 所述散热片5和底板7为同一种金属材料，并通过焊接形成箱体结构。

[0027] 所述散热片5上沿竖直方向均匀设置若干翅片，有利于自然对流，加快散热速率。

[0028] 如图4所述，所述复合相变材料体4包括金属纤维骨架41和填充在所述金属纤维骨架41空隙内的相变材料42，其中，所述金属纤维骨架是通过将金属纤维压入烧结模具中进行烧结获得，所述复合相变材料通过将液态相变材料灌入金属纤维骨架空隙中获得。所述相变材料42的相变温度低于锂离子电池合理使用温度范围的上限，且液态时不导电，避免短路。所述复合相变材料体4的高度低于锂离子电池的高度。避免金属纤维骨架41与电池正极接触。

[0029] 所述复合相变材料体4上留有供导线通过的小孔，所述盖板1边缘处有用于导线通过的通孔。

[0030] 所述电池正极座2和电池负极座6均采用绝缘材料，以避免短路。同时，所述电池正极座2和电池负极座6内部分别嵌有连接各锂离子电池正负极的电路，且所述电池正极座2和电池负极座6上均设置有若干锂离子电池定位孔。所述定位孔一方面是为了方便定位，另一方面是为了避免金属纤维骨架与锂离子电池正负极接触，造成短路。

[0031] 如图5所示，所述盖板1内侧中间设置有用于保证锂离子电池3正极和电池正极座2的接触的弹簧12，所述的盖板1四边向下竖直设置有和各散热片5相配合的小挡板11，所述小挡板11内侧设置有弹性倒钩，由所述散热片5合围而成的所述箱体结构开口处外侧设置有与所述弹性倒钩相配合的凸缘，盖上盖板1后，所述小挡板11、弹性倒钩和凸缘相配合可防止所述盖板1脱落，保证密封同时方便装拆。

[0032] 组装所述的锂离子电池的复合相变材料散热装置过程为：

[0033] 先将散热片5和底板7焊接形成箱体结构，再将电池负极座6、复合相变材料体4、电池正极座2依次放入箱体结构，并引导导线通过复合相变材料4体的小孔，然后将导线穿过盖板1上的小孔，最后将盖板1扣在箱体结构的开口上完成密封。

[0034] 如图3所示，本实施例中，所述金属纤维骨架是通过将金属纤维压入烧结模具中进行烧结获得，所述的烧结模具包括模具盖板8、不锈钢芯棒9、芯棒固定板10、腔体13、模具底板14。填金属纤维前，在不锈钢芯棒9和腔体13内壁喷上脱模剂，填充金属纤维时，模具盖板8打开，芯棒固定板10放入腔体13和模具底板14组成的箱体结构中，再放入不锈钢芯棒9，然后把金属纤维均匀填充在不锈钢芯棒9四周并压紧，然后盖上模具盖板8和锁上四个固定螺栓，将压制好的模具放入烧结炉炉膛，烧结完成后，得到金属纤维骨架41，打开模具盖板8，取适量的液态的相变材料42灌入所述金属纤维骨架41中，待相变材料42冷却凝固后，取出复合相变材料体4。

[0035] 如图4所示，理想的复合相变材料体4中的金属纤维骨架41和相变42均匀分布，具有优异的吸热能力的传热能力，同时保证了散热均匀。

[0036] 本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

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